[發明專利]一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910020004.9
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109437893B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 何汝杰;張可強;丁國驕;張路;王敏;劉蕾;方岱寧
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/634;C04B35/626;B33Y70/10
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本發明涉及一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料及其制備方法，屬于增材制造成型技術領域。本發明的陶瓷漿料，包括氧化鋯粉體15vol.％?75vol.％，光敏樹脂20vol.％?80vol.％，高分子類分散劑0.25vol.％?5vol.％，引發劑0.25vol.％?2vol.％；制備方法為：將氧化鋯粉體、高分子類分散劑、光敏樹脂、光引發劑混合攪拌均勻后，放入球磨機中球磨，其中，球磨珠與氧化鋯粉體等重，球磨速率為100?400r/min，球磨時間為2?24h；最后將球磨后的漿料過35目篩，即可得到氧化鋯陶瓷漿料。本發明制備的陶瓷漿料可用于多種材料體系和多種增材制造成型方法。

技術領域

本發明涉及一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料及其制備方法，屬于增材制造成型技術領域。

背景技術

高性能陶瓷材料具有在極端條件下服役的特點，所以被廣泛應用于航空航天、國防工業的各個領域。但是，要實現在極端條件下的應用，先進陶瓷材料結構件一般都需要具有一定的復雜結構與形狀。由于具有顯著的優勢，增材制造技術在高性能陶瓷材料的低成本、高精度、快速成型復雜結構件的制造中具有較為廣闊的應用潛力。在陶瓷材料眾多增材制造技術中，因光固化成型工藝的優勢更加突出，所以基于光固化原理的陶瓷增材制造技術成為未來發展的主要方向。

氧化鋯陶瓷具有優越的力學性能，比如高的斷裂韌性和彎曲強度，又因為高強度從而被贊為“陶瓷鋼”。同時，由于其具有較好的生物相容性，也被廣泛應用于生產人工義齒。基于光固化原理的增材制造技術采用的原料為陶瓷漿料，要獲得無缺陷、高性能的陶瓷結構件，首先就要求制備高性能的陶瓷漿料，即保證高固含量(大于40vol.％)的前提下，同時要求漿料具有較低的粘度。但目前文獻報道的氧化鋯陶瓷漿料的固含量低于50vol.％，而且，現有的漿料的還存在易分層、分散不均一、無法長期保存等缺點，采用光固化增材制造成型技術獲得的陶瓷坯體還要經過脫脂、燒結過程，而最終得到的氧化鋯陶瓷件存在裂紋、強度低等問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決傳統陶瓷漿料制備工藝得到的漿料產品，存在易分層、分散不均一、無法長期保存等缺點，而提供一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料，該漿料中各組分的體積百分比如下：

其中，所述的氧化鋯粉體采用粒徑為50nm–5μm的球形、近球形粉體顆粒；

所述的高分子類分散劑為含有羧基、酯基、氨基或羰基官能團的高分子類分散劑；

所述的光敏樹脂為1,6-已二醇雙丙烯酸酯(HDDA)、二縮丙二醇雙丙烯酸酯(DPGDA)、三縮丙二醇雙丙烯酸酯(TPGDA)，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)的一種或幾種按任意比例混合，其粘度范圍在1-200mPa·s；

所述的光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)。

所述的高分子類分散劑為KOS110，KOS163，KOS190，Solsperse 3000，Solsperse17000，Solsperse 20000中的一種或幾種按任意比例混合。

本發明的一種高固含量/低粘度光固化氧化鋯陶瓷漿料的制備方法，該方法包括以下步驟：

1)按上述配方的比例關系將氧化鋯粉體、高分子類分散劑、光敏樹脂、光引發劑混合攪拌；

2)將上述混合物攪拌均勻后放入球磨機中球磨，其中，球磨珠與氧化鋯粉體等重，球磨速率為100-400r/min，球磨時間為2-24h；

3)將上述球磨后的漿料過35目篩，即可得到氧化鋯陶瓷漿料。